2023年秋季大學(xué)物理期末復(fù)習(xí)題-第一部分

2023年秋季大學(xué)物理復(fù)習(xí)題單項(xiàng)選擇題：1、運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)位于矢徑的端點(diǎn)處，其速度的大小為(D)。A．B.C.D.2、一質(zhì)點(diǎn)在平面上運(yùn)動(dòng)，已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為，則該質(zhì)點(diǎn)所作運(yùn)動(dòng)為(B)A.勻速直線運(yùn)動(dòng)B.勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.拋體運(yùn)動(dòng)D.一般的曲線運(yùn)動(dòng)3、當(dāng)飛輪作加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于飛輪上到輪心距離不等的兩點(diǎn)的切向加速度和法向加速度有[D](A)相同，相同(B)相同，不同(C)不同，相同(D)不同，不同4、兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的圓盤(pán)A和B的密度分別為和()，且兩圓盤(pán)的總質(zhì)量和厚度均相同。設(shè)兩圓盤(pán)對(duì)通過(guò)盤(pán)心且垂直于盤(pán)面的軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為JA和JB,則有[B](A)JA＞JB(B)JA＜JB(C)JA＝JB(D)不能確定JA、JB哪個(gè)大5、有兩個(gè)力作用在一個(gè)有固定轉(zhuǎn)軸的剛體上，下列說(shuō)法不正確的是[C](A)這兩個(gè)力都平行于軸作用時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩一定是零(B)這兩個(gè)力都垂直于軸作用時(shí)，它們對(duì)軸的合力矩可能是零(C)當(dāng)這兩個(gè)力對(duì)軸的合力矩為零時(shí)，它們的合力也一定是零(D)只有這兩個(gè)力在轉(zhuǎn)動(dòng)平面內(nèi)的分力對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生的力矩，才能改變剛體繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)6、下面說(shuō)法中正確的是[A](A)物體的動(dòng)量不變,動(dòng)能也不變(B)物體的動(dòng)量不變,角動(dòng)量也不變(C)物體的動(dòng)量變化,角動(dòng)量也一定變化(D)物體的動(dòng)能變化,動(dòng)量卻不一定變化7、一瓶氦氣和一瓶氮?dú)饷芏认嗤?，分子平均平?dòng)動(dòng)能相同，而且它們都處于平衡狀態(tài)，則下列幾種情況正確的是（A）溫度相同、壓強(qiáng)相同；（B）溫度、壓強(qiáng)都不相同；（C）溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng)；（D）溫度相同，但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng)。答案：（C）8、溫度相同的氦氣和氧氣，它們分子的平均動(dòng)能為，平均平動(dòng)動(dòng)能為，下列說(shuō)法正確的是（A）和都相等；（B）相等，而不相等；（C）相等，而不相等；（D）和都不相等。答案：（C）9、關(guān)于點(diǎn)電荷的電場(chǎng)有下列說(shuō)法，其中正確的是[Ｄ](A)公式中的也是試探電荷；(B)由知r0時(shí);(C)對(duì)正點(diǎn)電荷由知，r越小電場(chǎng)越強(qiáng)，對(duì)負(fù)點(diǎn)電荷由知，r越小電場(chǎng)越弱；(D)利用點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式與疊加原理，原則上可求各種帶電體的場(chǎng)強(qiáng)。10、一個(gè)點(diǎn)電荷放在球形高斯面的中心,如圖所示．下列哪種情況通過(guò)該高斯面的電通量有變化?[B]圖5-1-23(A)將另一點(diǎn)電荷放在高斯面外；圖5-1-23(B)將另一點(diǎn)電荷放在高斯面內(nèi)；(C)將中心處的點(diǎn)電荷在高斯面內(nèi)移動(dòng)；(D)縮小高斯面的半徑。11、一電場(chǎng)強(qiáng)度為的均勻電場(chǎng)，的方向與沿x軸正向，如圖所示．則通過(guò)圖中一半徑為R的半球面的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為[D](A)R2E．(B)R2E/2．(C)2R2E．(D)0．12、靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的數(shù)值等于[C](A)試驗(yàn)電荷q0置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能．(B)單位試驗(yàn)電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能．(C)單位正電荷置于該點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能．(D)把單位正電荷從該點(diǎn)移到電勢(shì)零點(diǎn)外力所作的功．13、一半徑為R的均勻帶電球面，帶有電荷Q．若規(guī)定該球面上的電勢(shì)值為零，則無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)將等于[C](A)．(B)0．(C)．(D)∞．14、半徑為r的均勻帶電球面1，帶有電荷q，其外有一同心的半徑為R的均勻帶電球面2，帶有電荷Q，則此兩球面之間的電勢(shì)差U1-U2為：[A] (A).(B).(C).(D).15、設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零,半徑為R的導(dǎo)體球帶電后其電勢(shì)為U,則球外離球心距離為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為[C](A)(B)(C)(D)填空題：1、一質(zhì)點(diǎn)沿Ox

軸運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)與時(shí)間之間的關(guān)系為(SI)。則質(zhì)點(diǎn)在4s末的瞬時(shí)速度為142m·s-1，瞬時(shí)加速度為72m·s-2；1s末到4s末的位移為183m，平均速度為61m·s-1，平均加速度為45m·s-2。2、質(zhì)點(diǎn)做半徑為1m的圓周運(yùn)動(dòng)，其角位置滿足關(guān)系式(SI)。t=1s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的切向加速度12m·s-2，法向加速度36m·s-2，總加速度37.95m·s-2。3、一力N，其作用點(diǎn)的矢徑為m，則該力對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)的力矩為。4、一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)沿著一條空間曲線運(yùn)動(dòng)，該曲線在直角坐標(biāo)系下的定義式為，其中、、皆為常數(shù)．則此質(zhì)點(diǎn)所受的對(duì)原點(diǎn)的力矩=0；該質(zhì)點(diǎn)對(duì)原點(diǎn)的角動(dòng)量=。5、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，若氧氣(視為剛性雙原子分子的理想氣體)和氦氣的體積相同，則其內(nèi)能之比E1/E2為。答案：5/36、三個(gè)容器A、B、C中裝有同種理想氣體，其分子數(shù)密度相同，而方均根速率之比為，則其壓強(qiáng)之比::為__________。答案：1：4：16圖5-2-117、在空間有一非均勻電場(chǎng)，其電場(chǎng)線分布如圖所示．在電場(chǎng)中作一半徑為R的閉合球面S，已知通過(guò)球面上某一面元的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為則通過(guò)該球面其余部分的電場(chǎng)強(qiáng)度通量為．圖5-2-118、靜電力作功的特點(diǎn)是與路徑無(wú)關(guān)，只于起點(diǎn)和終點(diǎn)有關(guān)____，因而靜電力屬于____保守______力。簡(jiǎn)述題：1、若氣體分子的速率分布函數(shù)為f(v)，分子質(zhì)量為m，說(shuō)明下列各式的物理意義：（1）；（2）；（3）答案：（1）分子出現(xiàn)在v1～v2速率區(qū)間的概率；（2）分子的平均速率；（3）分子的平均平動(dòng)動(dòng)能。2、簡(jiǎn)述理想氣體的微觀模型答：①構(gòu)成理想氣體系統(tǒng)的分子是具有一定質(zhì)量的單個(gè)質(zhì)點(diǎn)或多個(gè)質(zhì)點(diǎn)的某種組合。②視為質(zhì)點(diǎn)的氣體分子遵從牛頓運(yùn)動(dòng)定律。③氣體分子之間和分子與容器器壁分子之間，除以碰撞的形式發(fā)生相互作用外，分子間的相互作用力可忽略不計(jì)，重力也忽略不計(jì)，兩次碰撞之間，分子作勻速直線運(yùn)動(dòng)。④氣體分子之間以及氣體分子與容器器壁分子之間的碰撞都是完全彈性碰撞，因而碰撞前、后不但動(dòng)量守恒，而且動(dòng)能也保持不變。3、質(zhì)點(diǎn)組中內(nèi)力總是成對(duì)出現(xiàn)的，那么一對(duì)內(nèi)力做功之和是否為零?

答:不一定為零，因?yàn)橐粚?duì)內(nèi)力是作用力和反作用力，但由于相互作用力的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移大小以及位移與力的夾角一般不同，因此之和不一定為零

4、什么是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？實(shí)際過(guò)程在什么情況下視為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程？答：一個(gè)過(guò)程中，如果任意時(shí)刻的中間態(tài)都無(wú)限接近于平衡態(tài)，則此過(guò)程為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。實(shí)際過(guò)程進(jìn)行的無(wú)限緩慢時(shí)，各時(shí)刻系統(tǒng)的狀態(tài)無(wú)限接近于平衡態(tài)，那么系統(tǒng)的這個(gè)狀態(tài)變化的過(guò)程稱(chēng)為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。5、理想氣體分子的自由度有哪幾種？

答:理想氣體分子的自由度有平動(dòng)自由度、轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、振動(dòng)自由度。

6、最概然速率和平均速率的物理意義各是什么?有人認(rèn)為最概然速率就是速率分布中的最大速率,對(duì)不對(duì)?

答：最概然速率表示在該速率附近分子出現(xiàn)的概率最大。平均速率表示各個(gè)分子速率的平均值。最概然速率不是速率分布中的最大速率。

7、改變系統(tǒng)內(nèi)能的途徑有哪些？它們本質(zhì)上的區(qū)別是什么？答：做功和熱傳導(dǎo)。做功是將外界定向運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)能量，而傳熱是將外界分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)能量。計(jì)算題：1、如圖所示，質(zhì)量均為m的物體A和B疊放在水平面上，由跨過(guò)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩相互連接。設(shè)定滑輪的質(zhì)量為m，半徑為R，且A與B之間、A與桌面之間、滑輪與軸之間均無(wú)摩擦，繩與滑輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。物體A在力的作用下運(yùn)動(dòng)后，求：(1)滑輪的角加速度。(2)物體A與滑輪之間的繩中的張力。(3)物體B與滑輪之間的繩中的張力。解：以滑輪，物體A和B為研究對(duì)象如圖所示。物體A受重力、物體B的壓力、地面的支持力、外力和繩的拉力作用；物體B受重力、物體A的支持力和繩的拉力作用；滑輪受到重力P、軸的支持力、上下兩邊繩子的拉力和的作用。設(shè)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，則根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律有其中滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量根據(jù)牛頓第二定律有物體A：其中，，因繩與滑輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，所以有將4個(gè)方程聯(lián)立，可得滑輪的角加速度物體A與滑輪之間的繩中的張力物體B與滑輪之間的繩中的張力2、如圖所示，質(zhì)量分別為和的物體和用一根質(zhì)量不計(jì)的輕繩相連，此繩跨過(guò)一半徑為、質(zhì)量為的定滑輪。若物體與水平面間是光滑接觸，求：繩中的張力和各為多少？(忽略滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與軸承間的摩擦力，且繩子相對(duì)滑輪沒(méi)有滑動(dòng))解：對(duì)滑輪、物體和分別進(jìn)行受力分析，如圖所示。因繩子不可伸長(zhǎng)，故物體和的加速度大小相等。根據(jù)牛頓第二定律，有(1)（2）滑輪作轉(zhuǎn)動(dòng)，受到重力、張力和以及軸對(duì)它的作用力等的作用。由于和通過(guò)滑輪的中心軸，所以?xún)H有張力和對(duì)它有力矩的作用。由剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律有(3)因繩子質(zhì)量不計(jì)，所以有,因繩子相對(duì)滑輪沒(méi)有滑動(dòng)，在滑輪邊緣上一點(diǎn)的切向加速度與繩子和物體的加速度大小相等，它與滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度的關(guān)系為(4)滑輪以其中心為軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為(5)將上面5個(gè)方程聯(lián)立，得3、如圖所示，物體和分別懸掛在定滑輪的兩邊，該定滑輪由兩個(gè)同軸的，且半徑分別為和()的圓盤(pán)組成。已知兩物體的質(zhì)量分別為和，定滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，輪與軸承間的摩擦、輪與繩子間的摩擦均忽略不計(jì)。求：兩物體運(yùn)動(dòng)的加速度。解：分別對(duì)兩物體及定滑輪作受力分析，如圖所示。根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的牛頓定律和剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)定律有(1)(2)(3)其中,由角加速度和切向加速度的關(guān)系，有(4)(5)解上述方程組，可得4、一質(zhì)量為m的人站在一質(zhì)量為m、半徑為R的水平圓盤(pán)上，圓盤(pán)可無(wú)摩擦地繞通過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。系統(tǒng)原來(lái)是靜止的，后來(lái)人沿著與圓盤(pán)同心，半徑為()的圓周走動(dòng)。求：當(dāng)人相對(duì)于地面的走動(dòng)速率為時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為多大？解：對(duì)于轉(zhuǎn)軸，人與圓盤(pán)組成的系統(tǒng)角動(dòng)量守恒。人的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為選地面為慣性參照系，根據(jù)角動(dòng)量守恒定律，有其中，代入上式得負(fù)號(hào)表示圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和人的走動(dòng)方向相反。5、一轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為的圓盤(pán)繞一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，起初角速度為，設(shè)它所受阻力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度之間的關(guān)系為(為正常數(shù))。則在它的角速度從變?yōu)檫^(guò)程中阻力矩所做的功為多少？解：根據(jù)剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理，阻力矩所做的功為將代入上式，得6、一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)為l的均勻細(xì)棒，可繞通過(guò)其一段的光滑軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)時(shí)刻，細(xì)棒從水平位置開(kāi)始自由下擺，求：細(xì)棒擺到豎直位置時(shí)其中心點(diǎn)和端點(diǎn)的速度。解：對(duì)細(xì)棒進(jìn)行受力分析可知，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，細(xì)棒受到重力和軸對(duì)棒的支持力的作用。其中支持力的大小和方向是隨時(shí)變化的。在棒轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，支持力通過(guò)軸，所以對(duì)軸的力矩始終為零。重力對(duì)軸的力矩為變力矩，是棒運(yùn)動(dòng)的合外力矩。設(shè)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中某時(shí)刻，棒與水平方向成角，則重力矩為所以細(xì)棒在由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過(guò)程中，重力矩做的功為設(shè)棒在水平位置的角速度為，在豎直位置的角速度為。根據(jù)剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能定理，有其中，棒的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為，代入上式得根據(jù)速度和角速度的關(guān)系，細(xì)棒擺到豎直位置時(shí)其中心點(diǎn)和端點(diǎn)的速度分別為7、1mol的氦氣和氧氣，在溫度為的平衡態(tài)下分子的平均平動(dòng)動(dòng)能和平均動(dòng)能分別為多少？?jī)?nèi)能分別為多少？解：氧氣：J；J；J氦氣：J；J；J8、1摩爾溫度為T(mén)1的氫氣與2摩爾溫度為T(mén)2的氦氣混合后的溫度為多少？設(shè)混合過(guò)程中沒(méi)有能量損失。解：設(shè)混合后的溫度為T(mén)，有9、溫度為27℃、壓強(qiáng)為1atm的1mol剛性雙原子分子理想氣體，分別經(jīng)歷等溫過(guò)程過(guò)程與等壓過(guò)程體積膨脹至原來(lái)的2倍。分別計(jì)算這兩個(gè)過(guò)程中氣體對(duì)外所做的功和吸收的熱量。解：等溫過(guò)程吸收的熱量與功為J等壓過(guò)程K，所以，等壓過(guò)程氣體吸收的熱量與功分別為JJ10、1mol氦氣從狀態(tài)(p1,V1)沿如圖所示直線變化到狀態(tài)(p2,V2)，試求：（1）氣體的內(nèi)能增量；（2）氣體對(duì)外界所做的功；（3）氣體吸收的熱量；（4）此過(guò)程的摩爾熱容。(摩爾熱容，其中表示1mol物質(zhì)在過(guò)程中升高溫度時(shí)所吸收的熱量。)解：（1）（2）（3）由過(guò)程曲線，得所以（4）因?yàn)樗?1、標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2mol氧氣，在等溫過(guò)程與絕熱過(guò)程中體積膨脹為原來(lái)的兩倍，試計(jì)算在兩種過(guò)程中（1）壓強(qiáng)分別變?yōu)槎嗌?？?）氣體對(duì)外做功分別為多少？解：由等溫過(guò)程方程，有Pa，所以J由絕熱過(guò)程，有PaJ12、一致冷機(jī)在溫度為-23℃和25℃的兩熱源之間工作，在每一循環(huán)中消耗的機(jī)械功為4.5×105J，求（1）致冷系數(shù)；（2）每次循環(huán)從低溫?zé)嵩次盏臒崃颗c向高溫?zé)嵩瘁尫诺臒崃糠謩e為多少？解：（1）（2）從低溫?zé)嵩次盏臒崃繛镴向高溫?zé)嵩瘁尫诺臒崃繛镴13、如圖所示的絕緣細(xì)線上均勻分布著線密度為的正電荷,兩端直導(dǎo)線的長(zhǎng)度和半圓環(huán)的半徑都等于R．試求環(huán)中心點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)。解:(1)由于電荷均勻分布與對(duì)稱(chēng)性，和段電荷在點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)互相抵消，取則在點(diǎn)產(chǎn)生如圖，由于對(duì)稱(chēng)性，點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)沿軸負(fù)方向［］(2)電荷在點(diǎn)產(chǎn)生電勢(shì)，以同理產(chǎn)生半圓環(huán)產(chǎn)生14、三個(gè)平行金屬板，和的面積都是200cm2，和